2.1.2影响卡压连接密封性能的主要因素

管道连接后卡压接头与内部连接管道之间的间隙及其接触应力的大小决定着管道密封性能的好坏，密封表面的粗糙度等也同样影响着卡压接头的密封性能。

1.密封面的接触应力

在密封接触面积上，保证连接密封性的作用力称为密封接触应力。连接套管内表面与内部连接管道外表面之间的接触应力的决定着卡压接头的密封性能。当接触载荷达到一定程度时，卡压接头内表面的塑性变形会填充接触面间的微小沟槽;否则只有接触表面非常光滑才不会使管道产生泄漏。对于任何一种接触密封，在一定的条件下，其接触压力都有临界值，小于临界值时，密封就会失效。密封接触压力是保证接触密封使用寿命的主要因素之一。密封接触压力的大小应以密封接触表面产生弹变形而密封结构仍具有刚性为最佳必。

2.卡压接头与管道间密封面间的零间隙

由于外界的介质与管道内流体对密封面的腐蚀会使接触压力和接触面的几何形状产生变化阵，从而使接头的密封性能下降，若管道与接头之间的零间隙过小，随着密封面被腐蚀会导致管道内液体泄漏。所以为了保证良好的密封性能，必须保证连接后的内部连接管道之间与接头有一定长度的零间隙。连接后卡压接头与内部管道间原始装配间隙大小和卡压接头连接套管的径向变形的大小均影响着密封面之间的接触间隙的大小。原始装配间隙与管道的外表面和接头连接套管内表面的尺寸精度有关，其原始装配间隙是靠卡压接头连接套管产生的径向应变来弥补。若间隙过大，则需要接头连接套管产生较大的径向应变，则必须使管道卡压接头卡环的锥度和长度增大。但若卡环的挤压锥度过大，则卡压接头所需的连接力也会增大，有可能造成卡压接头无法正常连接;若接头卡环的长度过大，则容易在连接过程中出现弯曲失稳现象，这些都会影响卡压接头连接的连接质量。

3.接触面状态

接触密封面表面的表面状态包括粗糙度、波纹度、表面不延续状态等，这些因素都会影响着卡压接头的密封性能。粗糙度是影响密封性能的重要因素，是指表面形成微观不平度的总和，与材料的加工方法有关。降低粗糙度可以提高卡压接头的密封性能，但会增加其成本。当两个粗糙表面接触时，首先接触的是表面上凸起高度总和最大的部位，随着载荷的增加，凸起高度总和较小的部位也会发生接触，接触面积的总和称为实际接触面积，随着微小凸起接触的增加，表面接近的速度将减缓，当达到一定的极限值以后，就不再接近，实际接触面积不再发生明显改变，并引起粗糙度微小凸凹的重叠侧。

2.2薄壁水管卡压连接

2.2.1薄壁水管卡压连接系统的组成

1.动力站

外部动力站通常是电源、液压源、气源，通过外部动力输出，驱动卡压钳对薄壁水管施加压力。外部动力站的设计在达到性能要求的条件下应尽量简单实用。

2.加载装置

加载装置为实现薄壁水管的卡压连接所设计的，该装置可以是整的也可以为分体的。加载装置设计原则为使卡压连接过程简单和易于使用，适应流水线作业。对于用于常规的薄壁管道连接工具，应尽可能的轻，便宜于操作人员携带和操作。本实验卡压工具如下图2-2所示。卡压钳尺寸如表2-1所示

 卡压钳尺寸

卡压钳型号 最大压缩部位直径（mm） 最小压缩部位直径（mm）

DN15 21 ANSYS卡压过程有限元分析DN25-100不锈钢水管(3):http://www.751com.cn/jixie/lunwen_52690.html